Vrste transmitera pritiska

Jednostavno samostalno uvođenje transmitera pritiska

Kao senzor pritiska čiji je izlaz standardni signal, transmiter pritiska je instrument koji prihvata varijablu pritiska i proporcionalno je pretvara u standardni izlazni signal. Može pretvoriti fizičke parametre pritiska gasa, tečnosti itd. koje osjeća senzor merne ćelije u standardne električne signale (kao što je 4-20mADC, itd.) kako bi se obezbijedili sekundarni instrumenti kao što su indikacija alarma, snimači, regulatori itd. za mjerenje, indikaciju i regulaciju procesa.

Klasifikacija transmitera pritiska

Obično se transmiteri pritiska o kojima govorimo dijele prema principu:
Kapacitivni transmiteri pritiska, otporni transmiteri pritiska, induktivni transmiteri pritiska, poluprovodnički transmiteri pritiska i piezoelektrični transmiteri pritiska za visokofrekventno mjerenje. Među njima se najčešće koriste otporni transmiteri pritiska. Kapacitivni transmiter pritiska predstavlja Rosemountov transmiter 3051S kao predstavnik vrhunskih proizvoda.

Transmiteri pritiska mogu se podijeliti na metalne, keramičke, difuzno silicijumske, monokristalne silicijumske, safirne, transmitere sa raspršenim filmom itd. prema komponentama osjetljivim na pritisak.

• Metalni transmiter pritiska ima slabu tačnost, ali ima mali uticaj temperature i pogodan je za područja sa širokim temperaturnim rasponom i niskim zahtjevima za tačnost.
• Keramički senzori pritiska imaju bolju tačnost, ali su više pod utjecajem temperature. Keramika također ima prednost otpornosti na udarce i koroziju, što se može koristiti u području odziva.
• Tačnost prenosa pritiska difuznog silicija je veoma visoka, a i temperaturni drift je veliki, tako da je generalno potrebna temperaturna kompenzacija prije upotrebe. Štaviše, čak i nakon temperaturne kompenzacije, pritisak iznad 125°C se ne može izmjeriti. Međutim, na sobnoj temperaturi, koeficijent osjetljivosti difuznog silicija je 5 puta veći od keramičkog, pa se generalno koristi u oblasti visokopreciznih mjerenja.
• Monokristalni silicijumski transmiter pritiska je najprecizniji senzor u industrijskoj praksi. To je nadograđena verzija difuznog silicija. Naravno, cijena je također nadograđena. Trenutno je Yokogawa iz Japana predstavnik u oblasti monokristalnog silicijumskog pritiska.
• Safirni transmiter pritiska nije osjetljiv na promjene temperature i ima dobre radne karakteristike čak i u uslovima visoke temperature; safir ima izuzetno jaku otpornost na zračenje; nema pn drifta; može normalno raditi u najgorim radnim uslovima i pouzdan je. Visoke performanse, dobra tačnost, minimalna temperaturna greška i visoka ukupna isplativost.
• Tankoslojni senzor pritiska naprašivanjem ne sadrži ljepilo i pokazuje veću dugoročnu stabilnost i pouzdanost od ljepljivog senzora naprezanja; manje je pod utjecajem temperature: kada se temperatura promijeni za 100 ℃, nulti pomak je samo 0,5%. Njegove temperaturne performanse su daleko superiornije u odnosu na difuzijski silicijumski senzor pritiska; osim toga, može direktno doći u kontakt s općim korozivnim medijima.

Principi različitih tipova transmitera pritiska

• Princip kapacitivnog transmitera pritiska.

Kada pritisak direktno djeluje na površinu mjerne dijafragme, dijafragma proizvodi malu deformaciju. Visokoprecizno kolo na mjernoj dijafragmi transformiše ovu malu deformaciju u visoko linearni napon proporcionalan pritisku i proporcionalan naponu pobude. Zatim se pomoću posebnog čipa ovaj naponski signal pretvara u industrijski standardni strujni signal od 4-20mA ili naponski signal od 1-5V.

• Princip difuznog silicijumskog transmitera pritiska

Pritisak mjerenog medija direktno djeluje na dijafragmu senzora (obično dijafragma od čelika 316L), uzrokujući da dijafragma proizvodi mikropomak proporcionalan pritisku medija, mijenjajući vrijednost otpora senzora i detektujući je pomoću Wheatstoneovog kola. Ova promjena se pretvara i daje standardni mjerni signal koji odgovara ovom pritisku.

• Princip monokristalnog silicijumskog transmitera pritiska

Piezorezistivni senzori pritiska konstruisani su korištenjem piezorezistivnog efekta monokristalnog silicija. Monokristalna silicijska pločica se koristi kao elastični element. Kada se pritisak promijeni, monokristalni silicij stvara naprezanje, tako da otpor naprezanja koji direktno difundira na njega proizvodi promjenu proporcionalnu izmjerenom pritisku, a zatim se odgovarajući izlazni naponski signal dobija pomoću mostnog kola.

• Princip keramičkog transmitera pritiska

Pritisak direktno djeluje na prednju površinu keramičke dijafragme, uzrokujući blagu deformaciju dijafragme. Debeloslojni otpornik je odštampan na stražnjoj strani keramičke dijafragme i povezan je sa Wheatstoneovim mostom (zatvoreni most) zbog piezorezistivnog efekta varistora. Most generira visoko linearni naponski signal proporcionalan pritisku i proporcionalan naponu pobude. Općenito se koristi za mjerenje pritiska zračnih kompresora, a više se koristi keramika.

• Princip transmitera pritiska na merni instrument

Najčešće korišteni transmiteri pritiska sa mjeračima naprezanja su metalni otporni mjerači naprezanja i poluprovodnički mjerači naprezanja. Metalni otporni mjerač naprezanja je vrsta osjetljivog uređaja koji pretvara promjenu naprezanja na ispitnom uzorku u električni signal. Postoje dvije vrste žičanih mjerača naprezanja i metalnih folijskih mjerača naprezanja. Obično je mjerač naprezanja čvrsto vezan za mehaničku matricu naprezanja pomoću posebnog ljepila. Kada je matrica izložena promjeni naprezanja, otporni mjerač naprezanja se također deformira, tako da se vrijednost otpora mjerača naprezanja mijenja, a time i napon primijenjen na otpornik. Transmiteri pritiska sa mjeračima naprezanja su relativno rijetki na tržištu.

• Safirni transmiter pritiska

Safirni transmiter pritiska koristi princip rada otpora na naprezanje, usvaja visokoprecizne silicijum-safirne komponente i pretvara signal pritiska u standardni električni signal putem namjenskog pojačavačkog kola.

• Predajnik pritiska filma za raspršivanje

Element osjetljiv na pritisak za raspršivanje proizveden je mikroelektronskom tehnologijom, formirajući čvrst i stabilan Wheatstoneov most na površini elastične dijafragme od nehrđajućeg čelika. Kada pritisak mjerenog medija djeluje na elastičnu dijafragmu od nehrđajućeg čelika, Wheatstoneov most na drugoj strani proizvodi električni izlazni signal proporcionalan pritisku. Zbog dobre otpornosti na udarce, raspršeni filmovi se često koriste u situacijama s čestim udarcima pritiska, kao što je hidraulična oprema.

Mjere opreza pri odabiru transmitera pritiska

• Odabir vrijednosti raspona pritiska transmitera:

Prvo odredite maksimalnu vrijednost izmjerenog pritiska u sistemu. Općenito govoreći, potrebno je odabrati transmiter s rasponom pritiska koji je oko 1,5 puta veći od maksimalne vrijednosti ili pustiti da normalni raspon pritiska padne na transmiter pritiska. Uobičajena metoda je i 1/3~2/3 normalnog raspona.

• Koji tip medija pod pritiskom:

Viskozne tekućine i blato će blokirati tlačne otvore. Hoće li rastvarači ili korozivne tvari uništiti materijale u transmiteru koji su u direktnom kontaktu s ovim medijima?
Materijal općeg transmitera pritiska koji je u kontaktu s medijem je nehrđajući čelik 316. Ako medij nije korozivan za nehrđajući čelik 316, onda su u osnovi svi transmiteri pritiska pogodni za mjerenje pritiska medija;
Ako je medij korozivan za nehrđajući čelik 316, treba koristiti hemijsko zaptivanje i indirektno mjerenje. Ako se kapilarna cijev napunjena silikonskim uljem koristi za vođenje pritiska, to može spriječiti koroziju transmitera pritiska i produžiti vijek trajanja transmitera pritiska.

• Kolika je tačnost potrebna odašiljaču:

Tačnost je određena: nelinearnošću, histerezisom, neponovljivošću, temperaturom, skalom nultog pomaka i temperaturom. Što je veća tačnost, to je veća cijena. Generalno, tačnost difuznog silicijumskog transmitera pritiska je 0,5 ili 0,25, a kapacitivni ili monokristalni silicijumski transmiter pritiska ima tačnost od 0,1 ili čak 0,075.

• Procesni priključak transmitera:

Generalno, transmiteri pritiska se instaliraju na cijevima ili rezervoarima. Naravno, mali dio njih se instalira i koristi sa mjeračima protoka. Obično postoje tri oblika instalacije transmitera pritiska: navoj, prirubnica i stezaljka. Stoga, prije odabira transmitera pritiska, potrebno je uzeti u obzir i procesni priključak. Ako je navojni, potrebno je odrediti specifikaciju navoja. Za prirubnice je potrebno uzeti u obzir specifikacije prirubnice nominalnog promjera.

Uvod u industriju transmitera pritiska

Oko 40 zemalja širom svijeta bavi se istraživanjem i proizvodnjom senzora, od kojih su Sjedinjene Američke Države, Japan i Njemačka regije s najvećom proizvodnjom senzora. Ove tri zemlje zajedno čine više od 50% svjetskog tržišta senzora.

Danas je tržište transmitera pritiska u mojoj zemlji zrelo tržište s visokom tržišnom koncentracijom. Međutim, dominantnu poziciju imaju strane zemlje koje predstavljaju Emerson, Yokogawa, Siemens itd. Proizvodi poznatih marki čine oko 70% tržišnog udjela i imaju apsolutnu prednost u velikim i srednjim inženjerskim projektima.

To je zbog posljedica ranog usvajanja strategije „tržišta za tehnologiju“ u mojoj zemlji, koja je uveliko pogodila državna preduzeća u mojoj zemlji i koja su nekada bila u stanju propasti, ali istovremeno, neki proizvođači, koje predstavljaju kineska privatna preduzeća, tiho se pojavljuju i jačaju. Buduće kinesko tržište transmitera pritiska puno je novih nepoznanica.